Question

14．體重為650牛的小匯同學(xué)在做俯臥撐，如圖所示，A點(diǎn)為重心．他做了10次后氣喘吁吁，于是他想到了已學(xué)的杠桿知識(shí)．他很高興地告訴小伙伴：我知道做俯臥撐為什么很累了，因?yàn)檫@時(shí)人體相當(dāng)于一個(gè)費(fèi)力杠桿，所以很累．
（1）請(qǐng)你用所學(xué)過的杠桿平衡條件公式來計(jì)算說明小明的想法是否正確．
（2）若每經(jīng)過4s，小明肩膀向上移動(dòng)的距離為0.6m，在上升過程中所做的功及其功率．

Answer 1

分析 （1）求出動(dòng)力臂和阻力臂的大小，利用杠桿的平衡條件分析杠桿是否省力；
（2）根據(jù)W=Fs求出做的功，利用P=$\frac{W}{t}$求出功率．

解答 解：（1）如圖，把腳尖作為支點(diǎn)，地面對(duì)雙手的作用力為動(dòng)力，人的重力為阻力，則有：
動(dòng)力臂L₁=0.9m+0.6m=1.5m，阻力臂L₂=0.9m，L₁＞L₂，
根據(jù)杠桿平衡條件可得：F×L₁=G×L₂，
地面對(duì)人手的作用力大小F=$\frac{G×{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{650N×0.9m}{1.5m}$=390N，力F的方向豎直向上
F＜G，這時(shí)人體相當(dāng)于一個(gè)省力杠桿，故小明說法不正確；
（2）在上升過程中所做的功：W=Fs=390N×0.6m=234J；
在上升過程中所做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{234J}{4s}$=58.5W．
答：（1）小明的想法不正確；（2）在上升過程中所做的功是234J，其功率是58.5W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿的平衡條件、功的計(jì)算、功率的計(jì)算，這是一道很實(shí)際的題目，要學(xué)會(huì)分析題目所給的圖形，從圖形上找到解題的信息．